数控加工仿真技术新发展《资讯》

2017-03-20 20:32:16来源： 贤集网

几何仿真与物理仿真的融合发展

从几何仿真与物理仿真的发展及涉及到的关键技术可以看出，两种仿真方式由于计算量的差别一般相对独立发展。然而，随着加工技术的发展，对工件加工表面完整性、加工变形控制、尺寸精度控制等提出了同等要求。因此，如何将几何仿真与物理仿真相结合，并达到实时的仿真速度与精度成为数控加工仿真技术发展的重要方向。近年来，工业界与学术界针对几何与物理的集成仿真开展了大量研究工作，取得了重要进展。

在Vericut最新版本中推出了ForceTM模块。该模块针对给定的加工条件可以给出最大的可靠进给速度，其中计算的约束条件为：刀具承载的切削力、主轴功率、最大切屑厚度和允许的最大进给速度。计算过程中，通过分析刀具的几何形状和参数、工件和刀具的材料参数以及每个切削位置的切削条件，计算出理想的进给速度。软件中用到的材料数据是从真实的切削试验中获取的，而不依赖于有限元分析结果。

为对多轴数控加工过程中的物理参数进行更为精确的快速计算，匈牙利学者Tukora等基于多维体素模型，采用通用图形处理器（GPGPU）实现了对多轴数控加工过程与切削力的同步仿真和预测。除对切削力可以进行预测之外，美国ThirdWaveSystems公司的“ProductionModule”模块还可以同时对多轴加工过程中的切削温度等进行预测，并在此基础上对切削参数进行优化。因此，数控加工过程仿真技术的发展已经从单纯的几何与运动仿真发展到了几何与物理融合仿真。

数控加工仿真支撑智能加工技术发展

智能加工技术借助先进的检测、加工设备及仿真手段，实现对加工过程的建模、仿真、预测，对加工系统的监测与控制；同时集成现有加工知识，使得加工系统能根据实时工况自动优选加工参数、调整自身状态，获得最优的加工性能与最佳的加工质效。为实现加工过程工况的在线判定，在线监控系统必须获知每个切屑位置处的理论数据，并将实际监测结果与理论结果进行对比分析。此外，为实现加工过程的快速在线调整，数控机床实际运行的程序必须是较为接近优化结果的参数。

从数控加工技术几何仿真与物理仿真技术的发展及其关键技术可以看出，通过数控加工仿真技术可以获得产品加工过程中优化的几何尺寸信息、切削力信息等。数控加工仿真技术可以为智能加工提供理论预测值以及很好的优化初值，从而为智能加工技术的应用提供支撑。同时，智能加工技术在线监测与调控结果又可以为离线的数控加工仿真系统提供更为真实的边界条件、材料参数等，使得数控加工仿真结果更为接近真实数据。因此，数控加工仿真技术将逐渐发展为智能加工技术的重要组成部分，并相互促进与共同发展。

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